|
【DigitalPig的回答(14票)】: 提问者说的很对，像甲基橙这种指示剂，在溶液变色的时候，确实还是酸性的。所以如果严格按照滴定的理论来说，此时并不是等量点（equivalent point）。 所有的指示剂都是有它的变色范围的，一般来说，人眼能分辨的指示pH范围是指示剂pKa加减1[1]。大部分指示剂都是有机弱酸或着弱碱，据我所知，还没有pKa正好在7左右的指示剂。那么所有的滴定其实都是错误的？ 要回答这个问题，最直观的方法是通过滴定曲线。下面是一个我用LibreOffice Calc做的两条滴定曲线。红色是用强碱（NaOH）滴定强酸（比如HCL）的滴定曲线。而蓝线是强碱滴定弱酸（比如乙酸，acetic acid，计算中用的弱酸的pKa是1E-5）。绿色虚线是理论意义上的等量点（1：1）。绿色矩形是Bromocresol green的变色范围，而红色是phenolphthalein的变色范围。 
强碱滴定强酸，滴定曲线开始比较平缓，而后在等量点周围pH迅速从酸性增加到碱性。如果使用Bromocresol green,可以看到在指示剂变色终了时，虽然此时溶液还是酸性，但是滴定容量和等量点非常接近。假设Bromocresol green变色结束之后是pH=5.8, 近似计算表明，此时滴定量为24.9988mL。也就是说，基本和等量点(25mL)只有0.004%的差距。这个误差实际上已经小于实验中产生的系统误差了。同样，如果使用phenolphthalein，变色期间，滴定容量和等量点同样相距很小。所以，虽然此时溶液还是酸性/碱性，但是滴定结果是准确的。 不过，当滴定弱酸时，指示剂的选择就非常重要了。弱酸的滴定曲线是那条蓝线。可以看到，如果还是使用Bromocresol green，那么在指示剂变色终了时，滴定容量离等量点还很远 （V=21mL）。所以，这时候就不能使用Bromocresol green指示剂。而phenolphthalein还是合适的。 总之，当合理选择指示剂的时候，虽然滴定终点不是中性，但是由于结果的误差非常小，所以可以用来计算未知溶液的浓度。 最好的方法，当然还是电势法(potentiometric titration)滴定。电势法滴定可以给出溶液的pH变化。再通过计算pH变化的二界导数（derivative）就能找出infection point，确定等量点。这样既能准确的知道等量点，同时又能消除人眼对于颜色上的误差的影响。同时对滴定曲线的分析还能知道弱酸的pKa。 【段昊的回答(3票)】: 并不认为滴定是一种粗略的浓度测量方法。 任何方法都有系统误差，不可避免。指示剂不能准确地指示终点。所以考虑怎样减小这个误差。 一般滴定的时候要控制滴定管的度数在1/3-2/3之间，以常用的50ml滴定管来说就是要20ml左右。考虑到1滴大约是0.02ml，终点时1滴造成的误差大约是±0.1%。然后大致算一下滴定终点前后1滴的pH值，判断指示剂是不是能够只是终点。比如都是0.1mol/L的强碱滴定强酸，以20.00ml酸滴定终点，终点前后1滴的pH值大约分别是4.3和9.7。这时甲基橙（3.1-4.4）和酚酞（8.2-10.0）都能用，但是甲基橙的结果偏小，酚酞偏大，但都在0.1%以内，都满足要求。再进一步还可以算出使用酚酞做指示剂的系统误差更小一点。 【Abel的回答(0票)】: 滴定终点附近 ph几乎是跃迁的，肉眼判断精度已经比较高了 【根号三的回答(1票)】: 酸碱中和滴定只是一种粗略地测定出未知溶液的浓度的测量方法。原理是：人们在实践中发现，有些有机染料在不同的酸碱性溶液中能显示不同的颜色，酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱。于是，人们就利用它们来确定溶液的pH。这种借助其颜色变化来指示溶液pH的物质叫做酸碱指示剂。 它们的变色原理是由于其分子和电离出来的离子的结构不同，因此分子和离子的颜色也不同。在不同pH的溶液里，由于其分子浓度和离子浓度的比值不同，因此显示出来的颜色也不同。 在实验室做酸碱中和滴定实验中，常用的酸碱指示剂有三种：石蕊，甲基橙和酚酞。（因为石蕊的变色范围（pH5.0～8.0）太宽，到达滴定终点时颜色变化不明显，不易观察。所以一般不用。）在碱滴定酸时选用酚酞，在酸滴定碱时选用甲基橙，甲基橙的变色范围是pH<3.1时变红，3.1~4.4时呈橙色，pH>4.4时变黄，酚酞的变色范围是8.2~10.0，显红色。范围外是无色的。由于酸滴定碱时，滴定到终点时是酸多一滴，所以溶液显酸性，要用甲基橙作指示剂。碱滴定酸，滴定到终点时是碱多一滴，所以溶液显碱性，要用酚酞作指示剂。用酸碱中和滴定法得到的溶液本身就偏碱或偏酸性，存在一定的弊端和实验误差的，而在往加了甲基橙的NaOH溶液中滴定Hcl时，若溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色，可得出溶液为中性的结果本身就是一个粗略的说法，确实此时溶液是显酸性，ph小于4.4。 原文地址:知乎 |
|
|
